使神经元脑活动去同步化的方法和设备、以及治疗神经和/或精神疾病的控制单元和方法

专利名称：使神经元脑活动去同步化的方法和设备、以及治疗神经和/或精神疾病的控制单元和方法
技术领域：
本发明涉及使神经元脑活动去同步化的方法以及适用于此的设备 和控制单元。
背景技术：
对于患有神经或精神疾病(举例来说如帕金森病、原发性震颠、张 力失常或强迫症)的患者，脑局部化区域(例如丘脑和基底神经节)内
的神经细胞群(Nervenzellenverbaende)病态地活跃，例如过于同步化。 在这种情况下，大量神经元同步地形成动作电位，也就是说相关神经元 过于同步地激发。对于健康的患者，神经元在这些脑区域以不同性质地 激发，例如以互不相关的方式。
在帕金森病的情况中，病理性同步的活动改变了大脑皮层区域(例 如初级运动皮层)中的神经活动，例如通过将其节律强加给所述区域， 最终使得由这些区域控制的肌肉出现病理性活动，例如节律性震颤。
申请人的德国专利申请103 18 071.0-54公开了可用于通过多电极刺 激作用来治疗患者的方法和设备。这种设备以及方法可以阻止对非生理 性连续刺激的适应，并且不需要费时的校准，更确切地说，当病理性节 律活动的主频率成分强烈波动时也不需要费时的校准。

发明内容
本发明的目的是提供一种无需发生对非生理性连续刺激的适应而 可用于治疗患者的替代性方法和设备，并且不需要费时的校准，更确切 地说，当病理性节律活动的主频率成分强烈波动时也不需要费时的校 准。本发明意图减少副作用或者甚至阻止副作用。另外，意图省去困难 的相位重置(Phasenreset )， 也就是i兌，意图将电荷输入 (Ladungseintrag)最小化。此外意图改进方法的有效性，使得也能够 成功地治疗有非常严重临床症状的患者。
由权利要求1的前序部分出发，根据本发明利用权利要求1特征部 分限定的特征实现了以上目的。
现在可以利用根据本发明的方法和设备緩解或完全抑制患者的症 状。甚至可以成功地治疗有非常严重临床症状的患者。甚至还可以实现 治愈的效果，也就是说，不只是简单地通过刺激作用抑制症状，而且在 神经元中发生了治愈，从而使受刺激的组织失去同步活动的病态趋势。
附图显示了适于实施本发明方法的设备。


附图显示了
图1:根据本发明的设备
图2a:在经3个刺激触点利用5个连续的序列来刺激时的神经元激 发模式(Feuermuster)
图2b:与图2a相关的受刺激神经元群体的局部场电位
图3:多触点电极
具体实施例方式
根据图1的设备包括分离放大器1,其连接了至少一个电极2以及 传感器3用于检测生理测量信号。在存在一个电极2的情况下，该电极 包含至少两个可以输出刺激的接触点。在存在超过一个电极的情况下， 至少两个电极必须各自具有至少 一个可以输出电刺激的接触点。所述分 离放大器还连接至用于信号处理和控制的单元4，单元4连接到用于刺 激作用的光学发射器5。光学发射器5通过光波导6与光学接收器7连 接，而光学接收器7连接至产生信号的刺激器单元8。用于产生信号的 刺激器单元8与至少一个电极2连接。继电器9或晶体管位于分离放大 器1中电极2的输入区域。单元4通过导线10与遥测发送器11连接， 遥测发送器11连接至遥测接收器12,遥测接收器12位于待植入仪器之 外，并且连接到用于显现、处理和存储数据的装置13。
图2a显示病态活动神经元群的累加活动电位，也就是说，在刺激 之前、期间和之后由神经元产生的动作电位的相对数(即，神经元产生 的动作电位数除以整个神经元群中的所有神经元数)。后者包括被4个 等长暂停分开的5个同样次序的序列。每个次序的序列包含低频连续的 三个序列。各种情况下序列的开始和终止分别用垂直线标出。各个序列 具有相同的配置，也就是说，在各种情况下以相同次序、每次以每三个 接触点依次施加高频脉冲串。对于所述三个接触点分别使用相同的高频 脉冲串。三个高频脉冲串的序列之间的暂停大致对应待去同步化的神经 元脑活动的平均周期的大概三分之一。横坐标是以秒计的时间轴，纵坐 标是无量纲的。
图2b显示受刺激的病态活动的神经元群的局部场电位，其与图2a 显示的刺激过程相关。横坐标是以秒计的时间轴，纵坐标显示以经最大 值标准化的任意单位表示的局部场电位。
图3显示具有接触点14的多触点电极2。
举例来说可以使用外皮层(epikortikal)电极、深电极、脑电极或 者外围电极作为传感器3。
电极2有至少两条线，在其末端为了刺激而施加电位差。施加了电 位差的末端构成接触点14，其与待刺激的组织接触，以便用电刺激来对 组织进行刺激。以下将这些末端用接触点14表示。电极可以具有至少 一个接触点14。本发明以下将参考接触点14。在此情况下，接触点14 的数目不一定要与电极的数目相一致，更确切地说，n个电极上可以分 布n+m个接触点14。在此，m优选大于n。电极2是施加刺激的手段。
在更广义上它还可以是测量生理信号的手段。原则上，用于刺激的 相同接触点14还可用于测量生理信号。
在专业领域被称为"刺激位点"的接触点14，以下指适于施加电刺 激和/或测量生理信号的组织侧的线表面(Drahtflaeche)。在此情况下， 它可以是大电极(Makroelektroden )或微电极。
此外但非必要地，可以通过电极2测量电位差，以检测病理性活动。
在另一种实施方案中，电极2还可以仅包含单个导线。在这种情况 下，为了实施刺激，在所述导线的末端与金属对应物之间施加电位差。 金属对应物例如可以是设备的外壳或其一部分或者其它任意电极或任
单元8连接，这与电极2的导线类似。
在另一种实施方案中，电极2还可以包含超过两个独立导线，这些 导线可以用于确定脑中的测量信号，还可用于刺激作用。举例来说，可 以将四根导线放置在导线缆中，其中可以在不同末端之间施加或测量电
位差。由此，导出的或受刺激的目标区域的大小可以改变。
构成电极的导线的数目仅仅受与其连接的要导入脑的线缆的厚度 的限制到上限值，使得尽可能少地损伤脑物质(Hirnmaterial)。市售电 极包含四个导线，也可以包含五个、六个或者更多导线，但是也可以只 包含三个导线.
在一个优选的实施方案中，至少两个电极2可以结构上组合。举例 来说，具有对脑的不同接触点14的n个导线可以组合到一个脑电极中。 接触点14可以基本上重叠和/或彼此径向位移地设置。
合适的电极是本领域技术人员熟知的，并且不限于所示范的电极。 从电极的定义理解，它应该也包括具有接触点14的芯片。
在电极2包含超过两个导线的情况下，这些导线的至少两个还可以 起到传感器3的作用，使得在这种特定情况下产生一种实施方案，电极 2和传感器3组合在一个组件中。电极2的导线长度可以不同，以便可 以以不同深度插入脑。如果电极2包含n个导线，则刺激作用可以通过 至少一对导线来实现，其中导线的各种組合配对都是可以的。在这个组 件附近可以额外存在不与电极2在结构上联合的传感器3。
用于信号处理和控制的单元4包含用于单变量和/或二变量和/或多 变量数据处理的手段，例如在P. Tass等人在Physical Review Letters, 81, 3291 (1998) "Detection of n:m Phase Locking from Noisy Data: Application to Magnetoencephalography" 中所描述的那样。
优选的是，所述设备配备有下列手段，所述手段识别电极2和/或传 感器3的病理信号，并且在病理模式存在下通过电极2输出刺激，该刺 激令病理性神经活动短期受到短时间抑制或者以一定方式改变，使之接 近自然的、生理性活动。病理性活动与健康活动的区别在于，其模式和 /或幅度的特征性变化，这些对本领域技术人员是已知的并且可以用已 知方法检测。
在此，用于识别病理模式的手段是计算机，它处理电极2和/或传感 器3测量的信号并且与计算机中存储的数据比较。所述计算机拥有数据 载体，其存储在校准程序(Eichprozedur)中所确定的数据。例如可以 通过在一系列测试刺激中系统地改变刺激作用参数，并且借助控制单元 4来确定通过电极2和/或传感器3的刺激作用的效果，从而确定上述数 据。该数据的确定可以通过单变量和/或二变量和/或多变量数据分析来 实现，用于表征频率特征和相互作用(例如相关性、相位同步、方向性 和刺激-响应关系)，例如7>开于P.A. Tass: "Phase resetting in Medicine and Biology. Stochastic Modelling and Data Analysis." Springer Verlag, Berlin 1999。
由此，根据本发明的设备优选包括包含数据栽体的计算机，所述数 据载体携带临床症状的数据，将其与测量数据比较，并且在出现病理性 活动时对电极2施加刺激信号，以便实现对脑组织的刺激作用。在数据 载体中存储的临床症状数据可以是个体特异性的、通过校准确定的最佳
刺激参数，或者是已经从患者集体(Patientenkollektiv )确定并代表通 常发生的最佳刺激参数的数据模式。所述计算机识别病理模式和/或病 理幅度(pathologische Amplitude )。
控制单元4可以包含例如芯片或其它具有类似计算能力的电子设备。
控制单元4优选以下列方式控制电极2。控制数据被从控制单元4 传递到用于刺激的光学发射器5，光学发射器又通过光波导6控制光学 接收器7。通过将控制信号耦合输入光学接收器7中引起电极2与刺激 控制单元之间的DC去耦.这意味着，防止用于信号处理和控制的单元 4的干扰信号被注入电极2中。例如，可以使用光电池作为光学接收器 7。光学接收器7将通过用于刺激的光学发射器5输入的信号传递到刺 激器单元8。随后，通过刺激器单元8可以将靶向刺激通过电极2传递 到脑的目标区域。对于也通过电极2测量的情况，从用于刺激的光学发 射器5出发通过光学接收器7也控制继电器9，这防止了干扰信号的注 入。继电器9或晶体管确保了，可以在每次刺激之后直接测量神经元活 动，而不过度控制分离放大器。DC去耦不必一定通过控制信号的光学 耦合输入来实现，事实上也可以利用其它替代控制。举例来说可以是例 如在超声范围的声学耦合输入。无干扰的控制还可以例如借助于适当的
模拟或数字滤波器来实现。
在另一个实施方案中，根据本发明的设备优选通过遥测接收器12 与用于显示和处理信号以及用于数据备份的装置13连接。在此情况下， 单元13可以利用上述方法来进行单变量和/或二变量和/或多变量数据 分析。
在另一个实施方案中，根据本发明的设备可以通过遥测接收器13 与附加的参考数据库连接，以便例如加速校准过程。
以下将讨论根据本发明的设备的工作原理以及根据本发明的方法。
对设备工作原理的描述隐含地描述了用于治疗疾病的设备和控制 单元以及方法，它们按照所说明的工作原理工作。
根据本发明，通过至少两个接触点14将低频序列的高频脉冲串(优 选包含单脉冲的短高频脉冲串)施加到脑神经元上。
在本发明含义内，低频序列的高频脉冲串应理解为是指基本周期性 连续的高频脉冲串，频率为0.1 Hz到50 Hz，优选lHz到10Hz，尤其 优选2 Hz到8 Hz。
以下描述单脉冲的可能特征
单脉冲的持续时间可以是》0到10 ps，或20到50 ps、 20到100 [is、 》0到200 ns或者(不那么优选地)到3000 ilis。
电单脉冲指的是本领域技术人员已知的、基本上电中性的单个电脉冲。
本发明意义上的电中性意味着，电荷输入(Iadungseintrag)的时间 积分基本上是零。
单脉冲的优选幅度在O到16V的范围内，优选在2到6V之间。
单脉冲的幅度指的是这种单脉冲的电荷输入的时间响应的最大幅度。
以下说明高频脉冲串的可能特征
本发明意义上的短高频脉冲串指的是电单脉冲的短高频连续。
在高频脉冲串中，单脉冲的持续时间仅仅由同一高频脉冲串内与下 一个单脉冲之间的时间间隔来限定。
在高频脉沖串的频率例如是130 Hz的情况下，由此得出高频脉冲 串的约7.69 ms的周期为单脉冲长度的原则性上限。
短意味着，所述高频连续包含至少两个，优选3、 4、 5、 6、 7、 8、 9、 10、 11、 12、 13、 14、 15、 16、 17、 18、 19、 20、 50或直到100个 单脉冲。
组成短高频脉冲串的单脉冲数目优选为3到15个单脉冲。
高频脉冲串中单脉冲数目的原则性上限通过与高频脉冲串一起施 加的周期性低频序列的周期持续时间来确定。
举例来说，高频脉沖串的低频连续的频率为5 Hz时，单个高频脉 冲串的持续时间不能超过200 ms。高频脉冲串的频率为100Hz以及持 续时间为100 ns时，单个高频脉冲串原则上可以包含最多20个单脉冲。
由于高频脉冲串的效果取决于受刺激神经元节律的相位(Phase )， 为了能够有效调节相位动态范围，高频脉冲串的长度应该基本上最大是 低频连续周期的3/4长，例如基本上优选为所述周期的1/10到1/4。
本发明意义上的高频指的是，优选为50到250 Hz、优选80到150 Hz、尤其优选100到140 Hz的频率。
在一个不那么优选的实施方案中，还可以使用电中性的短高频脉冲 串，它包含不同的非电中性的单脉冲。
单脉沖的形式，即电荷输入的时间分布在此可以是对称的或者不对 称的。也就是说，在这些双相单脉冲的情况下，单脉冲的阳极和阴极部 分可以是对称的或不对称的。对称情况下，单脉冲的阳极和阴极部分除 了电流符号之外是一致的。除了双相单脉冲之外，还可以施加三相和多 相单脉冲。
单脉冲的形式优选对于高频脉冲串的所有单脉冲是相同的，然而， 高频脉冲串中至少两个单脉冲的形式也可以是不同的。 所有单脉沖的幅度优选相同，然而，高频脉冲串中至少两个单脉冲 的幅度也可以是不同的。
所有单脉沖的持续时间优选相同，然而，高频脉冲串中至少两个单 脉冲的持续时间也可以是不同的。
高频脉冲串幅度的量级可以是O到16 V。高频脉冲串幅度的量级优 选为2到7V。电极和脑组织通常的电阻例如在800到1200 Q范围内。
包含相同单脉冲的高频脉冲串的频率是施加单脉冲的速率。也就是 说，高频脉冲串的周期是相继单脉冲起点的时间间隔。如果高频脉冲串 包含至少两个形式和/或持续时间不同的单脉冲，则高频脉冲串的周期 指的是相继单脉冲的标记事件(marker events)之间的时间间隔。标记 事件理解为要考虑的独特特征，例如单脉冲的起点，单脉冲的终点，在 双相或多相单脉冲情况下单脉冲的特定相的起点或终点，最大振幅的时 刻，电荷输入的时间响应的幅度的形心的时刻，电荷输入的时间响应的 第n个极大值或第n个极小值或第n个转折点，其中n是正整数。
高频脉冲串内的周期不必要恒定。更确切地说，高频脉冲串内至少 两个周期可以不同。也就是说，高频脉冲串的暂时的、与单个周期相关 的频率在高频脉冲串内可以改变。高频脉冲串内单个周期的顺序可以通 过确定性算法和/或随机性算法和/或两者之结合来提供。
高频脉冲串还可以包含这样的单脉冲，其中至少两个单脉冲具有不 同的形式和/或不同振幅和/或不同持续时间。单脉冲的形式和/或持续时 间和/或振幅可以通过确定性算法和/或随机性算法和/或两者结合来提 供。随机性和确定性算法的结合涉及一种函数关系，其中确定项和随机 项以函数例如通过加法或乘法彼此结合。例如第j个单脉冲的振幅可以 表示为f(j)，其中f是确定性函数和/或随机过程和/或二者的结合。
以下描述在高频脉冲串的低频连续内、通过单刺激接触施加的高频脉冲 串的可能性
短高频脉沖串的低频连续优选包含2到100个，尤其优选2到20 个或2到IO个高频脉冲串。
短高频脉沖串的低频连续优选包含周期性连续的短高频脉冲串，它
们的频率基本上对应病理频率(举例来说，对于帕金森病，大约5Hz)、 或其小整数倍，例如两倍、三倍或四倍。短高频脉冲串的低频连续的周 期在下面表示为刺激周期。本发明意义上的低频指的是0.5到50 Hz, 优选2到20 Hz,尤其优选2到10 Hz。
短高频脉冲串的低频连续优选包含相同的高频脉冲串。这种低频连 续的至少2个高频脉冲串还可以在它们的模式方面不同。
高频脉冲串的模式包括以下特征
A) 单脉冲的数目，
B) 单脉冲的形式，
C) 每个单脉冲的持续时间，
D) 每个单脉冲的振幅，
E) 每个单脉冲之间的周期。
短高频脉冲串的低频连续内，高频脉冲串与高频脉冲串之间的模式 可以确定性和/或随机性和/或确定性-随机性组合的方式变化。具体来说， 在短高频脉冲串的低频连续中，至少两个短高频脉冲串的频率可以不 同。
高频脉冲串的低频连续中的所有高频脉冲串优选具有相同数目的 单脉冲。然而，至少两个高频脉冲串也可以包含不同数目的单脉冲。
高频脉沖串的低频连续中的所有高频脉冲串优选具有相同的频率。 然而，至少两个高频脉冲串也可以包含不同频率的单脉冲。
对于高频脉冲串的低频连续中的所有高频脉冲串，单脉冲的振幅优 选相同，然而对于至少两个高频脉冲串，振幅也可以不同。
高频脉冲串的低频连续的时间结构
高频脉冲串的低频连续不必是严格周期性的，在高频脉冲串的低频 连续中，相继高频脉冲串的时间间隔可以确定性和/或随机性和/或确定性 -随机性的方式变化。
在高频脉冲串的低频连续中，相继高频脉冲串的时间间隔和/或各高 频脉冲串的模式可以确定性和/或随机性和/或确定性-随机性组合的方式 变化。
在此，根据本发明的设备的控制器可以以下列方式调节高频脉冲串
的低频连续
Hj表示第j个高频脉冲串的模式。 Pj表示第j个高频脉冲串之后的暂停。
包含例如4个高频脉冲串的高频脉冲串的低频连续相应地具有下面 的结构
Hi pi H2 p2 H3 p3 H4 p4
根据本发明的设备的控制器可以根据确定性和/或随机性和/或确定 性-随机性组合算法来确定模式Hj(j-l、 2、…)和暂停pj(j-l、 2、...)。
在此，Hj是以下矢量
下划线(一)作为矢量符号，
mj =第j个高频脉冲串中单脉冲的数目，
Ejk =第j个高频脉冲串中第k个单脉冲之后的暂停持续时间，
^jk-确定在第j个高频脉冲串中第k个单脉冲的特性(&k(1)， ^jk(2)，…^—))的矢量。
在最一般性的情况中，^ik是第j个高频脉冲串中第k个单脉冲的时 间响应。在此，该矢量的长度由釆样速率来确定。
优选限制单脉冲的可能形式的总量，以便可以用明显更少的参数确 定无疑地表征所述形式，这导致了更简单的控制。
例如如果只使用双相、矩形单脉冲，那么^jk只包含6个组分
1. 单脉冲的起点，例如^jk(1) = 0 ps
2. 单脉冲的终点，例如^jk(2) = 500 jis
3. 二进制信息项编码，是否单脉冲的第一相是阴极，第二相是阳极
(Sk(3) = l)，或者单脉冲的第一相是阳极，第二相是阴极(^jk(3) = 0)，
4. 第一相的持续时间(例如^jk(4^100[is)
5. 第一相的振幅(例如^jk(5)-4V),
6. 第二相的振幅(例如^k(6)-l V)。
根据本发明，短高频脉冲串的低频连续通过位于至少一个电极2上 的至少两个接触点14来施加。
在此，根据本发明，通过n个电极或接触点14施加短高频脉沖串， 其中单个高频脉沖串的时间延迟基本上为T/n，其中T是高频脉冲串的 低频连续的周期。在此情况下，T/n的偏差可以是土0.25T或更高，最高 ±0.75 T，而不丧失根据本发明的效果。
优选使用2、 3、 4、 5或6个电极2或接触点14,以T/2、 T/3、 T/4、 T/5或T/6的时间延迟施加相应的高频脉冲串。
举例来说，在3个各自具有接触点14的电极2或接触点14的情况 下，首先在t = 0s时通过l号电极或接触点14(1号)施加高频脉冲串， 在时间t = T/3时通过2号电极或接触点14 (2号)施加高频脉冲串， 最后在t-2T/3时通过3号电极或接触点14 (3号)施加高频脉沖串。 然而，为了驱动单个电极或接触点14，也可以使用任意其它可能的顺序。 也就是说，代替举例选择的1-2-3顺序，还可以使用1-3-2、 2-1-3、 2-3-1、 3國1誦2和3-2-1的顺序。
已知n个依次施加的高频脉冲串，如果以约半个周期的时间延迟来 施加成对高频脉冲串，则可以进行下面的替代方案
1. 无变化地施加首先施加的高频脉冲串。没有施加延迟但是极性反 转施加基本延迟半个周期的高频脉冲串。
2. 无变化地施加在后的高频脉冲串。以基本约半个周期时间延迟但 是极性反转来施加较早的高频脉冲串。
根据本发明，目标群指的是通过植入电极直接刺激的神经细胞群。
目标群通过在其中或在其附近植入的电极被直接剌激。 病态同步活动的神经细胞群被称为待去同步化的区域或待去同步 化的神经细胞群或待去同步化的神经元群。后者不受解剖学限制。更确 切地说，它还可以指包含下组的至少一个组分
-至少一个解剖区域的至少一部分，
-至少一个完整的解剖区域，
可以直接或者间接刺激所述待去同步化区域。
通过刺激电极2的直接刺激
在这种情况下，刺激电极2位于待去同步化区域中。在此情况下， 所述电极2影响位于待去同步化区域内的目标群。
通过刺激电极2的间接刺激
在这种情况下，不直接利用电极2刺激待去同步化区域。更确切地 说，通过刺激电极2刺激与待去同步化区域功能上紧密相关的目标群或 纤维束。在此情况下，优选通过解剖学连接向待去同步化区域传递刺激 作用。对于间接刺激，引入目标群和纤维束的上位概念-目标区域。目 标区域概念在以下应理解为与待去同步化区域功能上紧密相关的神经 元群和连接纤维束。
对于每个单刺激施加，确定在经第j个电极2或接触点14施加刺激 的开始与刺激响应的第一极大值或刺激响应的振幅之间的持续时间， t/"。在t/"中，系数j表示第j个电极2或接触点14,而系数k表示施 加的第k个刺激。由此，对于施加间接刺激的各个刺激电极2或接触点 14，分别根据下式1来确定刺激开始和刺激响应之间的平均持续时间
1丄' 式l
其中， 一是经第j个刺激电极2或接触点14施加的刺激数目。对于 经其施加间接刺激的所有刺激电极2或接触点14，^可以(但不是必须) 相同。
对于去同步化刺激，以下列方式考虑依此确定的实施时间f,:
在直接刺激待去同步化神经元群时，如果在时间f经第j个刺激电
极2或接触点14施加刺激，那么在间接刺激时，即该刺激不是直接在 待去同步化神经元群中进行、而是在与其连接的纤维束和/或与其连接 的神经元群中进行时，则在时间j个刺激电极2或接触点14施 加刺激。
在一个实施方案中，电极或接触点14的顺序在施加刺激时保持相 同，也就是说，不同的电极或接触点14总是以可以自由选择的特异性 的预定顺序施加根据本发明的刺激。
在一个特别优选的实施方案中，在通过多个电极2或接触点14施 加的高频脉冲串的低频连续内，通过不同电极/接触点14施加刺激的顺 序以确定性和/或随机性和/或确定性-随机性组合的方式变化。
序列的4氐频连续的结构
经n个电极2或接触点14以时间延迟方式施加的单个高频脉冲串 的顺序被称为高频脉沖串的序列。
序列的时间控制
根据本发明的设备可以 一定方式控制相继序列的时间点，使得这些 序列被严格周期性地施加。在这种情况下涉及序列的低频连续。如果在 此情况下至少两个所述序列具有不同的电极控制顺序，则并非所有的经 所述n个电极2或接触点14施加的高频脉冲串的低频连续都具有与该 序列的低频连续同样的周期。
相继序列之间的时间间隔可以确定性和/或随机性和/或确定性-随机 性组合的方式选择。
从总共n个电极或接触点中选择m个电极，通过这些电极以特定序列 施加刺激；m《n:
甚至在一个序列的情况下，可以对总共n个电极2或接触点14的 仅m^2个(m《n)以优选T/m的时间延迟来驱动。
序列的配置指的是(i)从总共n个电极或接触点14中选择m^2 个电极2或接触点14 (m《n);以及(ii)在驱动时它们的顺序。例如 在总共11=4个电极2或接触点14时，序列的配置可以是2-3-1，也就是
说，只驱动l、 2和3号电极2或接触点14，确切地说，按照2-3-1的 顺序。
所述配置可以在序列的顺序中以确定性和/或随机性和/或确定性-随 机性组合的方式变化。
总的来说，在序列的顺序中，它们的配置、相继序列之间的时间 间隔以及在各自序列中使用的高频脉冲串的模式可以彼此协作并以确 定性和/或随机性和/或确定性-随机性组合的方式变化。
因此所施加序列的形式是
S丄^ S2 P2 S3 P3... Sk Pk。
Sj表示在序列的第j个顺序中使用的序列的数目和类型，包括所
用的高频脉冲串的配置和模式。Pj表示随后暂停的持续时间。
在根据本发明的设备的一个可能但不是优选的实施方案中，连续
Si ^ S2 P2 S3 P3... Sk Pk
被没有需求控制地也就是说没有反馈地、以确定性和/或随机性和/ 或确定性-随机性组合的方式确定。
在最简单的情况下，Si Pi S2 P2......是严格周期性的连续St Pi Si
Pl…
在一个优选的实施方案中，根据本发明的设备具有需求控制。
为此，通过至少一个刺激电极和/或至少一个附加电极2或接触点 14 (传感器3)测量神经元活动，并借助单变量和/或二变量和/或多变 量数据分析方法处理。
根据由此得到的结果，以一定方式改变连续St ^ S2 P2...，使得 用尽可能小的刺激电流达到尽可能有效的去同步化。
就此而言存在多种可能性 (i)需求控制的时间选择
序列顺序Sp S2、 S3等不被调节，即依据反馈信号和/改变。优选
以需求控制方式调节暂停P^ P2、 P3…等的持续时间，也就是说，只要 检测到病理特征的阈值时，就结束暂停Pk并且施加接下来的序列-顺序
Sk+1
在最筒单情况下，总是以不同暂停以需求控制方式施加相同的序列
-顺序Sr
Si Pi Si P2 St P3 S丄P4.......
(ii)不调节暂停Pp P2、 P3等，序列-顺序S" S2、 S3等的需求控制的
变化
在暂停h、 P2、 P3等期间，测量病理特征的表现。据此调节各个
随后序列-顺序Sk或各个接下来的序列-顺序Sk、 Sk+1、 Sk+2.....Sk+q，
其中q是正整数。
在一个简单的实施方案中，在各种情况下在各个恒定暂停期间测 量病理特征表现，并且据此调节随后序列-顺序Sk的高频脉冲串的振幅。
如果Xw是描述暂停Pw期间病理特征表现的变量，那么在一个 筒单的实施方案中，例如可以根据X^来调节序列-顺序Sk的所有高频 脉冲串的振幅Ak。
在本申请中如下理解"根据X^调节Ak"的概念。利用本领域技 术人员已知的调节技术方法，根据Xw调节Ak。例如根据Ak-F(Xu) 来确定Ak,其中F是分段线性或非线性函数，并且Ak在任何情况下总 是被向上地限制，即限制在例如5V的最大值内，以便防止过于强烈的 刺激。
在该示例性实施方案中，得到连续 Si Pi S2 Pi S3 Pi S4 Pi......，
其中在各种情况下在序列-顺序s2、 s3......等之间插入同样的
暂停P1(>序列-顺序s2、 s3......的区别只在于它们的高频脉冲串的
振幅Ak。
在另一个替代性简单实施方案中，以一定方式实施序列-顺序
S2、 S3等的需求控制，使得根据病理特征Xk的表现调节序列-顺序Sp S2、 S3等的长度，而不是序列-顺序Sp S2、 S3等的高频脉冲串的振幅。 例如，在一个简单的实施方案中可以有"母-序列-顺序"SM，它包含其 间插入暂停Pa^ Pa2等的一连串序列Seq^ Seq2等，确切地i兌，形式 为
Sm = Seq^ Pa!, Seq2, Pa2， Seq3， Pa3…等。
根据病理特征Xk的表现调节SM的长度L，其中长度为L的Sm表
示
SM = Seq丄，Pal5 Seq2， Pa2, Seq3， Pa3， SeqL。
在最简单的情况下，序列Seqi、 Seq2等是一致的，使得长度为L 的Sm是L个羊序列Seqi的等时间间隔连续。
(m)组合调节，即暂停h、 P2等的需求控制的变化和序列-顺序 S2等的需求控制的变化
在根据本发明的设备的一个简单实施方案中，例如根据暂停 期间病理特征的表现来调节序列-顺序Sk中高频脉冲串的长度lk。
为了在一个严格周期性偏置(offset)(即刺激终点)的示例性实 施方案中能够施加序列-顺序、、S2等(这对于快速去同步化有利)，必
须相应补偿性地改变暂停P2等的长度。Sk中的长高频脉冲串导致
序列-顺序Sk延长。为了能够按照严格周期性实行Sk的偏置，即Sk的 最后高频脉冲串的终点，必须相应地缩短前面的暂停Pw。于是得到下 面的连续S2、 P2、 S3、 P3、…，其中S2等只是在它们的 高频脉冲串的长度上不同，并且分别这样选择Pw,使得严格周期性地 实现Sk的偏置(即终点时刻)-或者不太优选-Sk的开始(即开始时 刻)。
在根据本发明的设备的另一个实施方案中，除了高频脉冲串的长
度以外，另外还可以改变暂停Pp P2等的长度。
在根据本发明的设备的一个示例性实施方案中，对序列-顺序Sk 中高频脉冲串的长度lk的上述调节作如下补充，在暂停Pw期间当值 Xw低于病理特征的规定阈值X她时，延长暂停Pw。
暂停Pw的延长例如可以以量子化方式实现。也就是说，将Pk^
延长一个周期T，该周期典型地对应病态神经活动的周期或它的小整数 倍。如果Pk—i延长之后，值Xw仍然低于Xmin,则再次将P^延长T等， 直到最终Xw超过Xmin。此后如上所述根据X^调节Sk中高频脉冲串 的长度。
对于上述的需求控制，根据本发明的设备优选拥有确定病理特征 值的装置。为此通过传感器3测量代表待去同步化神经元群活动的反馈 信号。这个反馈信号被转发给用于信号处理和/或调节的单元4，单元4 作为用于识别病理特征的装置。 一旦用于信号处理和/或调节的单元4 在反馈信号中识别到病理特征，则施加刺激。所述病理特征例如应被理 解为下面的反馈信号特性
a) 反馈信号的振幅超过阈值。因此，在一个优选的实施方案中，根据 本发明的设备装备有用于识别反馈信号的阈值的装置。在这种情况 下，优选反馈信号自身或其数值或振幅与阈值比较。在这个实施方案 中，用于识别阈值的装置优选可以被这样编程，例如使其将反馈信号 自身和/或其数值和/或振幅与阈值比较。振幅的确定或者在简单形式 中通过确定信号数值来实现，或者借助于带通滤波和随后的希尔伯特 变换或者小波分析来实现。在这种情况下，用于信号处理和/或调节 的单元4被这样编程，使其可以实施信号数值的确定和/或带希尔伯 特变换的带通滤波和/或小波分析。尤其优选使用反馈信号或其数值， 因为振幅的计算意味着明显更大的计算复杂性，并且这种计算的准确 性取决于算法参数的正确选择。此外，振幅的确定不可以对反馈信号
的单个测量值实施，而是必须以足够大的、本领域技术人员已知的时 间间隔来实施。在移动时间窗内反馈信号的这种分析形式，使得病理 特征的识别略有延迟。
当通过传感器3仅仅或者主要测量待去同步化的病态活动时，可以使 用a)描述的反馈信号的形式的分析形式。
b) 如果通过传感器3除了测量这种活动之外，还额外测量非疾病特异 性活动(例如来自其它神经元群的活动)，则必须在分析反馈信号时 加入另外的运算步骤。由于疾病特异性活动典型地出现在与非疾病特 异性活动不同的频率范围内，为此优选对疾病特异性频率范围中的活 动进行估计就足够了 。疾病特异性活动的频率例如通过确定相继触发
点之间的时间差来确定。触发点是特征点，如极大值、极小值、拐点 和过零点。这个分析优选在移动时间窗内进行，其中平均值由多个时 间差形成，由此提高了频率估计的稳定性。作为替代方案，频率估计 还可以利用本领域技术人员已知的频镨估计法和其它频率估计法来 确定。为此，在一个特定实施方案中，根据本发明的设备拥有用于估 计疾病特异性频率范围中活动的手段，如频谱评估法、小波分析等等。 举例来说这可以通过实施频率分析的装置进行频率分析来实现。例如 可以在移动窗中确定疾病特异性频率范围中的频镨能量。作为替代方 案，可以在带通滤波之后，通过确定带通滤波信号的极大值、或通过 确定带通滤波信号数值的平均值、或利用随后的希尔伯特变换、或者 借助于小波分析来确定疾病特异性频率范围内的振幅。为此，根据本 发明的设备例如具有用于振幅的带通滤波的手段和用于确定带通滤 波信号极大值的手段和/或用于确定带通滤波信号数值的平均值的手 段和/或用于实施希尔伯特变换和/或小波分析的手段。
根据本发明的设备可以如上所述地利用阈值标准运行。例如可以 根据病理特征值来改变刺激。特别是可以长时间停止刺激，直到病理特 征超过阈值。超过阈值在这个实施方案中发出了需要重新刺激的信号。
需求的确定
出于至少两个原因，在病理特征表现和疾病特异性症状表现之间没 有一一对应关系。 一方面，疾病特异性频率范围内的振幅取决于传感器 3与其中产生反馈信号的区域之间的距离。另一方面，疾病特异性特征
的特定表现(即疾病特异性频率范围内的节律性活动的表现)不是毫无
疑义地与疾病特异性症状相关联。由于疾病特异性节律对脑中复杂神经
网络有影响，这些神经网络此外一般不遵守简单的线性动态规律，所以
在疾病特异性节律和症状表现之间没有确定无疑的关系。与当疾病特异
性节律谐振性匹配生物力学预定的极端固有频率时相比，当例如疾病特 异性节律不足以匹配生物力学预定的极端固有频率时，由疾病特异性节
律引起的震颤明显减少。
在传感器3采集反馈信号的状况下，所测量的活动位于本领域技 术人员已知的经验范围内。经传感器3测量的反馈信号的疾病特异性特 征表现的值被称为阈值，在超过所述阈值时典型地将出现症状，例如震 颤。所述阈值是一个参数，对于第4.3节所述的需求控制的时间选择的
实施方案必须选择该参数。因此，根据本发明的设备包含用于识别阈值 的手段。根据本发明的、需求控制的时间选择的方法有下列优点，根据 本发明的设备的有效性不是决定性地取决于阈值选择，而是对于阈值选 择允许较宽的错误容忍度，该错误容忍度例如在最高为疾病特异性特征
最大表现的50%的范围内。阈值选择或者在手术中或者优选在手术之后 的开始数天内通过传感器3测量反馈信号、确定疾病特异性特征表现以 及与症状表现(例如震類强度)比较来进行。
在需求控制的时间选择的一个不太优选的实施方案中，采用在患 者处测量的阈值集合的代表性值例如平均值作为阈值。
根据本发明，目标群指的是直接通过植入电极刺激的神经细胞群。
目标群通过植入其中或植入其附近的电极来直接刺激。
病态同步活动的神经细胞群被称为待去同步化区域或待去同步化 神经细胞群或待去同步化神经元群。后者不受解剖学限制。更确切地说， 它还可以指包含下组的至少 一个组分
-至少一个解剖区域的至少一部分，
-至少一个完整的解剖区域，
所述待去同步化区域可以被直接或者间接刺激。
通过刺激电极2进行直接刺激作用
在这种情况下，刺激电极2位于待去同步化区域内。在此情况下 所述电极2影响位于待去同步化区域内的目标群。
通过刺激电极2进行间接刺激作用
在这种情况下，不直接利用电极2刺激待去同步化区域。更确切 地说，通过刺激电极2刺激与待去同步化区域功能上紧密相关的目标群 或纤维束。在此情况下，刺激作用优选通过解剖学连接传递到待去同步 化区域。对于间接刺激，引入目标区域的概念作为目标群和纤维束的上 位概念。目标区域的概念在下面应理解为与待去同步化区域功能上紧密 相关的神经元群和连接纤维束。
在根据本发明的刺激机制中，在振荡活动的一个周期内，在待去
同步化神经元群中通过单个电极2在确定的、典型地为不同的时刻来刺 激。这些单个刺激之间的时间被规定为待去同步化的振荡活动之周期的 分数，并且优选基本上为该周期的N分之一，其中N是小整数，例如4。 N在此是整数，优选在1000之内，特别优选小于IOO，尤其是小于IO。
所有电极或接触点14位于待去同步化神经细胞群内的情况的实施方案 优选应该这样设置N个电极或接触点14，使得利用各个单个电极 或接触点14可以刺激待去同步化神经细胞群的约N分之一。这可以通 过不同的电极或接触点14数目和通过电极或接触点14彼此不同的几何 排列来实现。举例来说，可以选择任意的、不对称的排列方案。然而， 优选基本上对称的排列方案，因为这样可以用最小的电流引入实现刺激 引起的亚群中的功能性分布。作为例证，电极或接触点14的终点沿着 电极投影可以基本得到正方形。举例来说，还可以使用6个电极或接触 点14。在此情况下，4个优选在一个平面上排列成方形，而另外两个基 本上与这个平面等距离垂直，它们的连接线基本上形成4个正方形排列 的电极的旋转轴。为了实现不同几何排列，电极或接触点14可以具有 至少部分不同的长度。
至少一个电极2或接触点14不定位在待去同步化神经细胞群内的情况 的实施方案
在这种刺激形式中，涉及在至少一个与待去同步化区域不同的目 标区域中进行刺激。如上所述，间接刺激可以通过刺激与待去同步化神
的纤维束来实现。在此情况下，可以在目标区域或者在待去同步化区域 中，使用至少一个电极2或接触点14，或者上述多电极或多接触点14 排列。
上述根据本发明的刺激技术的作用机制基于这种事实通过对待 去同步化神经元群的一些部分的时间延迟的刺激，在彼此相关的相应亚 群中仅导致集合振荡的相移。与现有技术相对比，即尤其与申请DE 103 18 071中描述的方法相比，根据本发明的刺激技术使得第一次有可能一 方面能够利用最小的刺激强度，另一方面在病情严重的患者中在相应亚 群的集合振荡之间产生相移。目标群的神经元之间的病态相互作用于是 导致作为对亚群之间的相移的反应，整个目标群暂时地经历去同步化 状态。这种作为根据本发明的靶向刺激作用结果、通过受影响神经元之
间的病态相互作用而发生的暂时去同步化是根据本发明的设备的作用 原理。重复施加刺激导致重复去同步化，使得通过根据本发明的上述规 则在目标群中保持显著去同步化的状态。
在手术中就可以插入深电极来立即检查刺激结果。由此可以显著 改进发现适当目标点的过程。目前的需求控制的方法需要校准，对于每
个电极该校准持续大于30分钟。这在手术中是不可行的，而且对(未 被麻醉的)患者不适宜。新的刺激方法还可以用于神经或精神疾病，在 这些疾病中病态节律具有强烈波动的频率。利用新方法还尤其可以将间 歇的(即短时间出现的)节律去同步化。由此得出，新剌激方法可以应 用于更多的疾病，特别是也用于癫痫疾病。
使用根据本发明的设备可以利用新刺激方法通过对适当脑区域的 去同步化来治疗下列疾病或症状。
对于其中病理性神经元同步化对疾病特异性症状的表现起相关作
用的所有神经和精神疾病，例如帕金森病、原发性震颤、张力失常、 强迫症、多发性硬化引起的震颤、中风或其它疾病例如肿瘤化組织损伤 引起的震颤，例如在丘脑和/或基底神经节范围中，舞蹈徐动症和癫痫， 其中这些列举不应作为限制。
在目前使用的高频-持续刺激的标准方法中，例如应用以下目标区
域
对于帕金森病，在丘脑下部核或苍白球内侧部，或者对于震颤主导 的帕金森病在丘脑、例如丘脑腹中间核。
对于原发性震颤，在丘脑，例如丘脑腹中间核。
对于张力失常和舞蹈徐动症，在苍白球内侧部。
对于癫痫，在丘脑下部核、海马、黑质、小脑、丘脑中心区、例 如丘脑腹中间核、丘脑前核、丘脑中央中核或尾状核。
对于多发性硬化引起的震颤，在丘脑腹中间核。 对于强迫症，在内嚢或伏隔核。
根据本发明的设备例如可以选择针对相应疾病的上述目标区域。
由于在根据本发明的设备中，或者不需要校准，或者可以非常迅速地进 行校准，所以有可能在电极植入的情况中完全检验替代性目标区域，在 这些目标区域中根据本发明的设备的去同步化作用能更好地展现。
本发明还包含控制单元，其控制根据本发明的设备的规定工作方
式，本发明还包含使用所述设备和所述控制单元用于治疗下列疾病帕 金森病、原发性震颠、张力失常、强迫症、舞蹈徐动症、多发性硬化引 起的震颤、中风或其它疾病例如在丘脑和/或基底神经节区域中的肿瘤 化組织损伤引起的震颤、癫痫和中风后的功能障碍。
对于中风后的功能障碍，刺激中风灶周围的、功能障碍的区域。
根据本发明的设备不但可以作为用于持久治疗上述精神和神经疾病 的^物，而且可以用于手术期间的目标点诊断，也就是说，在手术期间 发现电核it^的最佳目标点。
权利要求
1.一种设备，其包含用于刺激脑神经元的至少一个电极和/或至少一个芯片、以及控制单元，其特征在于，所述设备具有至少两个接触点14，它们分布在至少一个电极(2)和/或至少一个芯片之上，向脑输出电刺激信号，并且还包含控制单元(4)，它这样地驱动所述接触点14，使其向脑输出高频脉冲串的低频连续。
2. 根据权利要求l的设备，其特征在于，所述控制单元(4)输出控制信 号，所述控制信号产生频率为0.1Hz到50Hz的高频脉冲串的低频连续。
3. 根据权利要求1或2的设备，其特征在于，所述控制单元(4)输出控制 信号，所述控制信号产生单脉冲持续时间为20到3000 fis的高频脉冲串。
4. 根据权利要求3的设备，其特征在于，所述控制单元(4)输出控制信 号，所述控制信号产生基本上电中性的单脉冲。
5. 根据权利要求3或4的设备，其特征在于，所述控制单元(4)输出控制 信号，所述控制信号产生振幅在^0到16V范围内的单脉冲。
6. 根据权利要求1至5任一项的设备，其特征在于，所述控制单元(4)输 出控制信号，所述控制信号产生短高频脉沖串。
7. 根据权利要求6的设备，其特征在于，所述控制单元(4)输出控制信 号，所述控制信号产生具有2到100个单脉沖的高频脉冲串。
8. 根据权利要求6或7的设备，其特征在于，所述控制单元(4)输出控制 信号，所述控制信号产生具有3到15个单脉冲的高频脉冲串。
9. 根据权利要求1至8任一项的设备，其特征在于，所述控制单元(4)输 出控制信号，所述控制信号产生高频脉冲串，所述高频脉冲串的长度至多 为其低频连续的周期的3/4。
10. 根据权利要求9的设备，其特征在于，所述控制单元(4)输出控制信 号，所述控制信号产生高频脉冲串，所述高频脉冲串的长度为其低频连续 的周期的1/10到1/4。
11. 根据权利要求1至10任一项的设备，其特征在于，所述控制单元(4) 输出控制信号，所述控制信号产生包含频率为50到250 Hz的单脉冲的高频 脉冲串。
12. 根据权利要求ll的设备，其特征在于，所述控制单元(4)输出控制信 号，所述控制信号产生包含频率为80到150Hz的单脉冲的高频脉冲串。
13. 根据权利要求12的设备，其特征在于，所述控制单元(4)输出控制信 号，所述控制信号产生包含频率为IOO到140 Hz的单脉冲的高频脉冲串。
14. 根据权利要求1至13任一项的设备，其特征在于，所述控制单元(4) 输出控制信号，所述控制信号产生^4Ui电中性的高频脉冲串，所述高频 脉冲串包含不同的非电中性的单脉冲。
15. 根据权利要求1至14任一项的设备，其特征在于，所述控制单元U) 输出控制信号，所述控制信号产生在一个高频脉冲串中全部具有相同振幅 的单脉冲。
16. 根据权利要求1至14任一项的设备，其特征在于，所述控制单元(4) 输出控制信号，所述控制信号产生在一个高频脉冲串中具有至少两种不同 振幅的单脉冲。
17. 根据权利要求1至16任一项的设备，其特征在于，所述控制单元(4) 输出控制信号，所述控制信号产生在一个高频脉冲串内全部具有相同持续 时间的单脉冲。
18. 根据权利要求1至16任一项的设备，其特征在于，所述控制单元(4) 输出控制信号，所述控制信号产生在一个高频脉冲串内具有至少两种不同 持续时间的单脉冲。
19. 根据权利要求1至18任一项的设备，其特征在于，所述控制单元(4) 输出控制信号，所述控制信号产生振幅量级为0.001到16V的高频脉冲串。
20. 根据权利要求19的设备，其特征在于，所述控制单元(4)输出控制信 号，所述控制信号产生振幅量级为2到7V的高频脉冲串。
21. 根据权利要求1至20任一项的设备，其特征在于，所述控制单元U) 输出控制信号，所述控制信号产生具有恒定周期的高频脉冲串。
22. 根据权利要求1至20任一项的设备，其特征在于，所述控制单元(4) 输出控制信号，所述控制信号产生具有不同周期的高频脉沖串。
23. 根据权利要求22的设备，其特征在于，所述控制单元(4)输出控制信 号，所述控制信号产生高频脉冲串，在这些高频脉冲串中，高频脉冲串的 周期按照确定性算法和/或随机性算法和/或确定性-随机性算法改变。
24. 根据权利要求1至23任一项的设备，其特征在于，所述控制单元(4) 输出控制信号，所述控制信号产生高频脉冲串，在这些高频脉冲串中，至 少两个单脉冲具有不同形式和/或不同振幅和/或不同持续时间。
25. 根据权利要求24的设备，其特征在于，所述控制单元(4)输出控制信 号，所述控制信号产生高频脉冲串，在这些高频脉冲串中，至少两个单脉 冲具有不同形式和/或不同振幅和/或不同持续时间，并且其按照确定性算 法和/或随机性算法和/或确定性-随机性算法改变。
26. 根据权利要求1至25任一项的设备，其特征在于，所述控制单元(4) 输出控制信号，所述控制信号产生包含2到100个高频脉冲串的高频脉沖串 低频连续。
27. 根据权利要求26的设备，其特征在于，所述控制单元(4)输出控制信 号，所述控制信号产生基本上对应于疾病的病理频率或小整数倍的高频脉 冲串的低频连续。
28. 根据权利要求26或27的设备，其特征在于，所述控制单元(4)输出控 制信号，所述控制信号产生高频脉冲串的低频连续，其中高频脉冲串的模 式按照确定性算法和/或随机性算法和/或确定性-随机性算法改变。
29. 根据权利要求28的设备，其特征在于，所述控制单元(4)输出控制信 号，所述控制信号产生其中至少两个高频脉冲串不同的高频脉冲串。
30. 根据权利要求1至29任一项的设备，其特征在于，所述控制单元(4) 输出控制信号，所述控制信号产生都包含同样数目单脉冲的高频脉冲串。
31. 根据权利要求1至29任一项的设备，其特征在于，所述控制单元U) 输出控制信号，所述控制信号产生高频脉冲串，其中至少两个包含不同数 目的单脉沖。
32. 根据权利要求1至31任一项的设备，其特征在于，所述控制单元U) 输出控制信号，所述控制信号产生具有相同频率的高频脉沖串。
33. 根据权利要求1至31任一项的设备，其特征在于，所述控制单元U) 输出控制信号，所述控制信号产生高频脉冲串，其中至少两个高频脉冲串 具有不同频率。
34. 根据权利要求1至33任一项的设备，其特征在于，所述控制单元(4) 输出控制信号，所述控制信号产生具有相同振幅之单脉冲的高频脉冲串。
35. 根据权利要求1至33任一项的设备，其特征在于，所述控制单元U) 输出控制信号，所述控制信号产生高频脉冲串，其中至少两个高频脉冲串 在至少 一个单脉冲的振幅方面不同。
36. 根据权利要求1至35任一项的设备，其特征在于，所述控制单元U) 输出控制信号，所述控制信号产生具有同样持续时间之单脉冲的高频脉冲 串。
37. 根据权利要求1至35任一项的设备，其特征在于，所述控制单元(4) 输出控制信号，所述控制信号产生高频脉冲串，其中至少两个高频脉冲串 在至少一个单脉冲的持续时间方面不同。
38. 根据权利要求1至37任一项的设备，其特征在于，所述控制单元(4) 输出控制信号，所述控制信号产生具有同样形式之单脉冲的高频脉冲串.
39. 根据权利要求1至37任一项的设备，其特征在于，所述控制单元U) 输出控制信号，所述控制信号产生高频脉冲串，其中至少两个高频脉冲串 在至少 一个单脉冲的形式方面不同。
40. 根据权利要求1至39任一项的设备，其特征在于，所述控制单元(4) 输出控制信号，所述控制信号产生高频脉冲串，所述高频脉冲串具有在相 继单脉冲之间的周期的相同连续。
41. 根据权利要求1至39任一项的设备，其特征在于，所述控制单元(4) 输出控制信号，所述控制信号产生高频脉冲串，其中在至少两个相继单脉 冲之间，相继单脉冲之间的周期连续不同。
42. 根据权利要求1至41任一项的设备，其特征在于，所述控制单元(4) 输出控制信号，所述控制信号产生高频脉冲串的严格周期性连续。
43. 根据权利要求1至42任一项的设备，其特征在于，所述控制单元(4) 输出控制信号，所述控制信号产生高频脉冲串，其中在至少两个相继单脉 冲之间，相继单脉冲之间的周期连续不同。
44. 根据权利要求1至43任一项的设备，其特征在于，所述控制单元(4) 输出控制信号，所述控制信号产生高频脉冲串的低频连续，其中相继高频性方式改变。
45. 根据权利要求1至44任一项的设备，其特征在于，所述控制单元(4) 输出控制信号，所述控制信号产生高频脉冲串的低频连续，其中相继高频 脉冲串之间的时间间隔和/或相应高频脉冲串的模式按照确定性方式和/或 随机性方式和/或确定性-随机性组合方式改变。
46. 根据权利要求1至45任一项的设备，其特征在于，如此构建所述控制单 元(4)，使得在所述电极(2)的不同接触点14之间和/或电极(2)之间 和/或在至少一个接触点14与金属对应物之间存在电位差。
47. 根据权利要求1至46任一项的设备，其特征在于，如此构建所述控制单 元(4)，使得所述控制单元以基本上是病理性活动周期的N分之一的相继 高频脉冲串的时间延迟经相应的N个接触点14^Ufe加高频脉冲串。
48. 根据权利要求1至47任一项的设备，其特征在于，如此构建所述控制单 元(4)，使得其确定剌激施加和身体刺激响应之间的延迟时间。
49. 根据权利要求48的设备，其特征在于，所述控制单元(4)使用平均刺 激响应来确定延迟时间。
50. 根据权利要求48的设备，其特征在于，所述控制单元(4)使用受刺激 神经元节律的最大相位重置时间点来确定延迟时间。
51. 根据权利要求48至50任一项的设备，其特征在于，所述控制单元(4) 输出控制信号，所述控制信号以提前基本对应于延迟时间的时间量来施加 相应的高频脉沖串。
52. 根据权利要求1至51任一项的设备，其特征在于，如此构建所述控制单 元(4)，使得其设置通过单个接触点14施加的高频脉冲串的顺序。
53. 根据权利要求1至52任一项的设备，其特征在于，如此构建所述控制单 元(4)，使得施加各个刺激时，其始终以相同顺序通过单个接触点14施加 高频脉冲串。
54. 根据权利要求1至53任一项的设备，其特征在于，如此构建所述控制单 元(4) , 4吏得在至少施加两个刺激时，其以不同顺序通过单个接触点14 施加高频脉冲串。
55. 根据权利要求54的设备，其特征在于，如此构建所述控制单元(4), 使得连续施加刺激时，其以确定性和/或随机性和/或确定性-随机性组合的 方式改变通过单个接触点14施加高频脉冲串的顺序。
56. 根据权利要求1至55任一项的设备，其特征在于，其具有严格以周期性 方式施加相继序列的控制单元(4)。
57.根据权利要求1至55任一项的设备，其特征在于，其具有控制单元U)，
58. 根据权利要求1至57任一项的设备，其特征在于，其具有控制单元(4)， 所述控制单元施加连续的相同序列。
59. 根据权利要求1至57任一项的设备，其特征在于，其具有控制单元(4)， 所述控制单元在连续的序列内，以确定性和/或随机性和/或确定性-随机性 组合的方式改变序列。
60. 根据权利要求1至59任一项的设备，其特征在于，其具有控制单元(4)， 所述控制单元在一个序列中以基本上是去同步化节律之周期的n分之一 的时间延迟来驱动总共n个接触点14中的仅仅m 2 2个(m《n )。
61. 根据权利要求1至60任一项的设备，其特征在于，其具有控制单元(4), 所述控制单元在序列的顺序内，以确定性和/或随机性和/或确定性/随机性 组合的方式改变相应序列的配置。
62. 根据权利要求1至61任一项的设备，其特征在于，其具有控制单元(4)， 所述控制单元在序列的顺序内，以确定性和/或随机性和/或确定性/随机性 组合的方式改变它们的配置和/或相继序列之间的时间间隔和/或在相应序 列中所用的高频脉冲串的模式。
63. 根据权利要求1至62任一项的设备，其特征在于，其具有控制单元(4)， 所述控制单元通过至少一个刺激电极或刺激接触点和/或至少一个额外的 接触点14和/或至少一个另外的传感器(3)确定测量信号，并且使用这些 测量信号用于需求控制的刺激。
64. 根据权利要求63的设备，其特征在于，其具有控制单元U)，所述控 制单元以需求控制的方式改变暂停的持续时间。
65. 根据权利要求63或64的设备，其特征在于，其具有控制单元(4),所 述控制单元在序列的连续内以需求控制的方式改变相应序列的配置和/或 相应序列中所用的高频脉冲串的模式。
66. —种控制单元，其特征在于，其产生用于高频脉冲串的低频连续的控 制模式。
67. 根据权利要求66的控制单元，其特征在于，其产生根据权利要求2至65 任一项所述的控制信号。
68. —种用于治疗其中存在病态同步神经活动的神经和/或精神疾病的方 法，其特征在于，对脑的病态同步激发的神经元和/或与这些神经元连接的 纤维束和/或与这些神经元连接的同步激发的神经元施加低频的高频脉冲 串形式的电剌激。
69. 根据权利要求68的方法，其特征在于，施加根据权利要求2至65任一项 所述的刺激模式。
70. 根据权利要求68或69的方法，其特征在于，刺激下组脑区域的至少一 个组分丘脑下部核、苍白球内侧部、丘脑、丘脑腹中间核、苍白球内 侧部、海马、黑质、小脑、丘脑中心区、丘脑前核、丘脑中央中核、尾 状核、内嚢、伏隔核、中风损伤脑区域周围区。
71. 根据权利要求68至70任一项的方法，其特征在于，所述方法治疗下列 疾病帕金森病、原发性震颤、张力失常、强迫症、舞蹈徐动症、多发 性硬化引起的震颤、中风或其它组织损伤引起的震颤，在肺瘤性组织损 伤时，癫痫和中风。
72. 根据权利要求1至65任一项的设备用于发现最佳目标治疗点的用途。
全文摘要
本发明涉及使神经元脑活动去同步化的方法和设备，以及治疗神经和/或精神疾病的控制单元和方法。根据本发明，将高频脉冲串的低频系列施加到对应的脑区域。由此抑制了症状，在一些情况下甚至导致治愈。
文档编号A61N1/05GK101115524SQ200580048046
公开日2008年1月30日 申请日期2005年12月6日 优先权日2004年12月16日
发明者彼得·塔斯 申请人:于利奇研究中心有限公司